第七章 货物加固与货车满载

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1、第七章 货物加固与货车满载第七章 货物加固与货车满载第七章 货物加固与货车满载内容与要求 理解各种作用在货物上的力的计算； 理解货物稳定性的计算方法； 了解各种常用的加固材料； 理解基于不同目的的加固方法； 能够根据货物的特点，正确进行加固。第七章 货物加固与货车满载 对货物加固的目的 在列车运行或调车过程中，货物受到各种 外力的作用，可能产生纵向或横向的位移 、滚动或倾覆。 为保证行车安全、车辆和货物的完整、经 由铁路装运的货物应采取必要的加固措施 。第七章 货物加固与货车满载 货物加固的基本要求 所采用的加固方法应与货物的重量、形状 、大小等特点相适应，加固材料必须具有 足够的强度，加固要

2、牢固，使货物能够经 受正常调车作业以及列车运行中所产生的 各种力的作用，在运输全过程中，不发生 移动、滚动、倾覆或坠落等情况。第七章 货物加固与货车满载第1节 运行中作用于货物上的力一. 车辆在运行中振动的主要状态 1. 沉浮振动 （1）产生原因：车体与走行部之间弹簧的伸缩 。 （2）产生后果：车体及货物产生垂直加速度。第七章 货物加固与货车满载2. 摇头振动 （1）产生原因：轮箍踏面的锥度、轮对组装不正、车 轮直径大小不一及轮对外缘与钢轨内侧之间存在间 隙等。 （2）产生后果：车体及货物各点产生不同的横向水平 加速度。第七章 货物加固与货车满载3. 侧摆振动 （1）产生原因：车辆通过曲线时，

3、横向力的作用。 （2）产生后果：车体及货物各点产生相同的横向水 平加速度。第七章 货物加固与货车满载4. 点头振动 （1）产生原因：线路不平、钢轨接缝、轮对偏心等 轮对结构缺陷。 （2）产生后果：车体及货物各点产生不同的垂直加 速度。第七章 货物加固与货车满载5. 伸缩振动 （1）产生原因：列车起动、制动、变速、上下坡道 及调车作业产生的车辆之间牵引或压缩冲击力。 （2）产生后果：车体及货物各点产生相同的纵向水 平加速度。第七章 货物加固与货车满载6. 侧滚振动 （1）产生原因：经 过相互错开的钢 轨接缝、左右轨 面高度不等、一 侧踏面擦伤或经 过曲线。 （2）产生后果：车 体及货物各点产 生

4、不同的横向水 平加速度和垂直 加速度。在实际列车运行或调车作业过程中，往往多 种振动形式同时发生，造成车辆和货物的振 动形式非常复杂。在各种加速度的反方向均有力作用在车辆和 货物上，称其为惯性力。其大小是加固计算 的基本依据。第七章 货物加固与货车满载二. 作用在货物上的力的计算包括纵向惯性力、横向力、垂直惯性力、风 力、摩擦力。WQ+Q垂-Q垂TF纵摩+Q垂QWF横摩N-Q垂第七章 货物加固与货车满载1. 纵向惯性力（T） （1）产生：列车起动、加速、制动、机车连挂车组 、调车作业中溜放的车辆与线路上停留的车辆冲 撞。 （2）方向：与线路中心线平行或相切。 （3）作用点：货物重心。 （4）大

5、小：作为一种对货物稳定性构成破坏的外力 ，从安全加固的角度，考虑最不利的情况： 调车作业中，溜放的车辆与线路上停留车辆的相 互撞击，或机车连挂停留的车辆时，货物所受的 纵向惯性力最大。单位重量货物的纵 向惯性力（kN/t） 其大小与货物加固 种类有关。货物重量（t ）第七章 货物加固与货车满载刚性加固：货物直接焊接在车地板上，或使用加焊的档 铁，将货物与车辆固定在一起。t0=26.69-0.13Q总柔性加固：采用抗拉刚度较小的加固材料等对货物进行 拉牵或下压式捆绑等的加固方式。当Q总小于130吨时按下 式计算:t0=0.0012Q总2-0.32Q总+29.85重车总重，t 当总重大于130t时

6、，按130 吨计算。跨装运输时，按跨 装车组总重计算算 。大于130吨,小于 等150吨时, t0=6.78KN/t, 大于150t时， t0=5.88KN/t。第七章 货物加固与货车满载2. 横向力 （1）产生：经过曲线时产生的离心力； 曲线外轨超高产生的水平分 力； 摇头振动、侧摆振动和侧滚 振动产生的横向惯性力。QQ平N离（2）方向：水平方向。（3）作用点：重心。（4）大小：货物重心偏离车辆横 中心线的距离，跨装 时为货物转向架偏离 车辆横中心线的距离 ，mm。n0=2.82+2.2a/l第七章 货物加固与货车满载3. 垂直惯性力 （1）产生：列车行经钢轨接缝处、线路下沉处以及 车辆弹簧

7、的沉浮运动。 （2）方向：向上或向下交替变化。 （3）作用点：货物重心。 （4）大小：取决于车辆的性能、线路状况、列车运 行状态、装载货物的重量和货物重心在纵向位置 。货物重心偏离车辆横 中心线的距离，跨装 时为货物转向架偏离 车辆横中心线的距离 ，mm。使用普通平车和敞车 q垂=3.54+3.78a/l使用长大货物车 q垂=4.53+7.84a/l第七章 货物加固与货车满载4. 风力（1）产生：空气的流动。 （2）方向：仅考虑与横向力一致时的方向 。 （3）作用点：货物几何中心。 （4）大小：与货物形状、受风面积和风压 大小有关。侧向计算风压，受 风面为平面时， q=0.49kN/m2， 受

8、风面为球面或圆 柱体侧面时， q=0.245kN/m2。货物侧向迎风面的 在垂直平面上的投 影面积，m2。第七章 货物加固与货车满载5. 摩擦力 （1）产生：货物与车地板之间的摩擦。 （2）方向：与作用在货物上各种力的合力反向。 （3）作用点：货物与车辆的接触面。 （4）大小：与货物货物自重、摩擦系数（表12-1） 有关。一般情况下，重车运行时，货物往往受到 多种力的作用，但不一定都同时达到最大 值，为保证行车和货物安全，从最危险的 情况考虑，加固材料的强度必须与各种力 的最大值相适应。第七章 货物加固与货车满载摩擦面摩擦系数木与木0.45木与钢钢板0.40木与铸钢铸钢0.60钢钢板与钢钢板0

9、.30履带带走行机械与车辆车辆 木地板0.70橡胶轮轮胎与车辆车辆 木地板0.63橡胶垫垫与木0.60橡胶垫垫与钢钢板0.50稻草绳绳把与钢钢板0.50 稻草绳绳把与铸钢铸钢0.55稻草垫垫与钢钢板0.44草支垫垫与钢钢板0.42第七章 货物加固与货车满载例题一 钢制货物一件，重40吨，长8米，宽2.2米 ，高1.5米，使用N16一辆均衡装载，计算 作用于货物上的各种力的数值 解：使用普通平车 采用柔性加固。 N16自重18.4吨，重车总重=18.4+40=58.4 （1）纵向惯性力=0.001258.458.4- 0.3258.4+29.8540=610KN （2）横向力N=（2.82+2.

10、20/9350） 40=112.8KN第七章 货物加固与货车满载 （3）垂直惯性力=（3.54+3.780/9350） 40=141.6KN （4）风力=0.4981.5=5.9KN （5）摩擦力 纵向摩擦力=9.80.440=156.8横向摩擦力=（9.840-141.6）0.4=100.16第七章 货物加固与货车满载【例7-2】 圆形转轮一件，货重50t，直径4 300mm ，转轮厚2 800mm货物下部有钢制托架一 件，使用一辆D5型车装载，货物重心投 影落在车底板中央，试计算作用在货物 上的各种力的大小。 第七章 货物加固与货车满载 【解】采用横向卧装（圆柱体的中轴线 沿车辆横向卧装）

11、。D5型车自重为31t ，销距为13000mm。因为货物下部、 D5型车车底板均为钢质，故拟采用刚 性加固，且=0.3。货物侧向迎风面的 投影面积为半径2.15m的圆形。 第七章 货物加固与货车满载28004900第七章 货物加固与货车满载 纵向惯性力 T=t0Q=(26.690.13 Q总)Q =26.69 0.13 (31+50)50= 808.000 (kN) 横向惯性力 货物重心投影落在车底板中央， a=0 N=n0Q=(2.822.2)Q =2.8250=141.000 （kN）第七章 货物加固与货车满载 垂直惯性力垂直惯性力 使用长大货车使用长大货车 Q Q垂垂= =q q垂垂Q

12、Q=(4.53+7.84)=(4.53+7.84)Q=Q=4.5350=226.5004.5350=226.500（ kNkN） 风力风力 WW= =qFqF= =qRqR2=0.493.142.152=7.1122=0.493.142.152=7.112（kNkN） 摩擦力摩擦力 F F纵摩纵摩=9.8=9.8QQ=9.80.350=147.000=9.80.350=147.000（ kNkN） F F横摩横摩= = （9.89.8Q QQ Q垂）垂）=0.3=0.3（ 9.8509.850226.500226.500）=79.050=79.050（kNkN） 第七章 货物加固与货车满载第七

13、章 货物加固与货车满载第二节 货物稳定性计算第七章 货物加固与货车满载复习引入+Q垂F纵摩TQ有利于稳定的力：Q 、F纵摩、F横摩不利于货物稳定力： T、N、W、Q垂WN F横摩第七章 货物加固与货车满载力的计算公式t0=26.69-0.13Q总刚性加固：柔性加固：t0=0.0012Q总2-0.32Q总+29.851、2n0=2.82+2.2a/l3 Q垂=(3.54+3.78)Q第七章 货物加固与货车满载4、风力5、摩擦力第七章 货物加固与货车满载稳定系数用表示：第二节 货物稳定性计算第七章 货物加固与货车满载平底货物可能发生哪些运动？+Q垂F纵摩TQWF横摩NQ第七章 货物加固与货车满载货

14、物重心自倾覆支点 所在水平面起算的高 度倾覆点一. 平底货物纵向倾覆方面稳定性ThQa倾覆支点到重心所在 垂直平面的距离O第七章 货物加固与货车满载（2）横向倾覆方面的稳定性： ：QNWbhh风倾覆点货物重心所在纵 向垂直平面至倾 覆点之间的距离 ，货物重心自倾覆 点所在水平面起 算的高度风力合力着力点自 倾覆点所在水平面 起算的高度O第七章 货物加固与货车满载二、例题一（教材213页） 均重钢制货物一件，重40吨，长8米，宽 2.2米，高1.5米，使用N16一辆均衡对称装 载，检验货物的稳定性。 解：装载方案如图： 2200150080009300第七章 货物加固与货车满载1、计算运行中作用

15、于货物上的力（1）T=610 KN （2）N=112.8KN （3）Q垂=141.6KN （4）W=5.9KN （5） F纵=156.8 F横=100.16第七章 货物加固与货车满载2、检验货物的稳定性（1）纵向倾覆800093004000750第七章 货物加固与货车满载（2）横向倾覆22001500结论：该件货物纵向和横向倾覆 稳定性符合要求，不会发生倾覆 。第七章 货物加固与货车满载三、讨论与提高1、如何提高倾覆的稳定性？（1 1）公式中）公式中QQ是定值，增大是定值，增大aa 使用横垫木时，适当增大间距使用横垫木时，适当增大间距 （2 2）减少）减少TT能使用普通平车，能使用普通平车， 就不采用特种平车，能采用柔性加固就不采用特种平车，能采用柔性加固 的不采用刚性加固的不采用刚性加固第七章 货物加固与货车满载（3）减少力臂h80009300倾覆支点上移第七章 货物加固与货车满载课后思考题如何增加横向倾覆稳定性？第七章 货物加固与货车满载四、联系实际:铁道部定型方案10T集装箱的加固第七章 货物加固与货车满载第七章 货物加固与货车满载盘